光的直线传播_1
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什么是光的直线传播?
光的直线传播是指光在同种均匀介质中沿直线传播的特性。
这一特性是几何光学的重要基础,可以用来简明地解决成像问题。
人眼就是根据光的直线传播来确定物体或像的位置的。
为了表示光的传播情况,通常用一条带箭头的直线表示光的径迹和方向,这样的直线叫光线。
光在同种均匀介质中沿直线传播,通常简称光的直线传播。
我国古代通过对光的长期观察,发现了光是沿直线传播的。
大量的观察事实使人们认识到,这是对光直线传播的第一次科学解释。
在光学领域,光的直线传播是解释许多光学现象的基础,如小孔成像等。
此外,光在同种均匀介质中沿直线传播的性质也得到了广泛的应用,如在天文历法中用来确定时间和位置等。
总之,光的直线传播是几何光学的基本原理之一,它描述了光在同种均匀介质中沿直线传播的特性,对于光学、天文学、摄影等领域具有重要意义。
课时上课时间教师活动:创设情境:利用多媒体播放一段美丽的城市夜景视频新课讲授:一、光源1、光源的定义:2、光源的分类:二、光的直线传播1、光沿直线传播的条件:(演示实验:用激光手电发出的光照在墙上,让学生观察光的传播径迹)学生观察,并思考生活中有哪些类似现象。
得出结论:光在均匀介质中沿直线传播。
2、光沿直线传播的现象影子的形成、小孔成像、日食和月食等3、光线:4、光的传播速度(光在真空中和空气中的传播速度近乎相等):5、光沿直线传播的应用学生活动:一、光源1、光源的定义:2、光源的分类:三、光的直线传播1、光沿直线传播的条件:2、光沿直线传播的现象:3、光线:4、光的传播速度(光在真空中和空气中的传播速度近乎相等):5、光沿直线传播的应用课堂练习1.晴朗的天气时,树荫下的地面上常看到一些明亮的圆形小光斑,这是()A.太阳的像 B.太阳的影子 C.树叶的缝隙 D.树叶的影子2.下列不是光沿直线传播的例子的是()A.看不到不透明体后的物体 B.日食和月食C.太阳落到地平线下还能看见 D.人的身影早晚长,中午短3.人沿着街道走向街灯,再从街灯下走远,则他的影子长短变化的是()A.变长 B.先变长再变短 C.变短D.先变短再变长4.运动会上,关于终点计时员开始计时的说法中,正确的是()A.听枪声开始计时,因为枪声听得清 B.看白烟开始计,因为烟雾看得清C.看白烟开始计时,因为光速比声速大得多 D.听枪声和看白烟都可以5.天文学上的“光年”是()A.速度单位B.时间单位C.长度单位D.质量单位6.下列说法正确的是()A.光在透明介质中沿直线传播 B.光的传播速度是300000km/sC.影子的形成说明光在均匀介质里沿直线传播现象 D.早晨,我们在海边看到日出,这是光的直线传播现象。
第四章 光现象第1节 光的直线传播教材任务驱动任务一 了解光源1.光源: 能够发光 的物体。
2.分类(1)天然光源: 太阳 、 萤火虫 、水母等。
(2)人造光源:篝火、手电筒、 LED 灯 等。
【释疑点】 (1)自身能够发光且正在发光的物体才是光源。
(2)月亮是反射的太阳光,本身并不发光,所以月亮不是光源。
任务二 知道光的直线传播1.条件:光在 同种均匀 介质中沿直线传播。
2.现象:影子、日食、月食、 小孔成像 等。
3.应用: 激光准直 、射击瞄准、队列排直。
4.光线:用一条 带箭头 的直线表示光传播的径迹和 方向 。
【走进生活】感受光的直线传播(1)到游乐场射击时,我们要按“三点一线”瞄准才准确,利用了什么物理知识?(2)如果枪和靶中间空气不均匀,“三点一线”还准吗?答:(1)光的直线传播 (2)不准任务三 知道光的传播速度1.真空中的光速:c =3×108 m/s=3×105 km/s 。
2.其他介质:光在空气中的速度非常接近于c ,在水中的速度约为34c ,在玻璃中的速度约为23c 。
3.光年:光在真空中传播1年的 距离 。
光年是 长度 单位。
典题疑难突破考点 光的直线传播【典题】(古人智慧)早在战国时期,我国古代著名教育家、思想家墨子和他的学生做了世界上第一个小孔成像实验。
如图所示,若用蜡烛作为光源,在木板上钻一个小孔,让光线透过小孔投射在墙壁上,下列说法正确的是(C)A.蜡烛所成像的大小与蜡烛到小孔的距离无关B.木板上的小孔一定是圆形的C.小孔成像的原理是光的直线传播D.小孔成像成的是正立的像【技法点拨】小孔成像(1)原理:光的直线传播。
(2)特点:倒立的实像。
(3)形状:与物体(光源)形状相同,与小孔形状无关。
(4)大小:光屏不动,小孔与物体(光源)距离越近,成像越大。
物体(光源)不动,光屏与小孔距离越远,成像越大。
【变式】点A处有一电灯,画出立杆BC在地面上的影子。
光的直线传播
教学目标知识目标
1.知道光在均匀介质中沿直线传播,并能用来解释影的形成、日食、月食等现象.
2.知道光在真空中的传播速度,知道光在其他介质中的传播速度比在真空中的速度小.能力目标
1.通过光线的概念培养学生抽象思维能力,利用物理模型研究问题的能力.
2.通过观察实验分析实验培养学生学生科学的思维方法(分析、概括、推理).
3.通过解释光直线传播的现象,培养学生利用物理知识解决实际问题的能力.情感目标
1.通过对日食、月食成因的教学,进行反对迷信、崇尚科学的思想教育.
2.通过对我国古代对小孔成像研究所取得的成就,进行爱国主义教育,对学生进行严谨的科学态度教育.教学建议教材分析
本节的重点是理解规律,知道光在真空中的传播速度.难点是对条
件的认识.学习时要认真观察实验,并注意利用解释生活和自然界中的一些重要现象.如小孔成像、影的形成、日食、月食等.教材首先介绍了光源,并通过图5—1说明光源的确切含义.教材通过对生活中的光现象:汽车头灯射出的光束、电影放映机射向银幕的光束等归纳得出光的传播是直线进行的,从而引出光线的概念;然后以激光准直为例,说明光沿直线传播现象的应用,影子是生活中的常见现象,教材通过对影子、日食、月食的分析进一步证明光在均匀介质中是沿直线传播的,鉴于学生的能力教材并未对日食和月食进行过多的论述,教师要注意加以引导,避免冲淡重点知识的教学.本节的最后介绍了光速,并指出在不同介质中光的传播速度不同.教法建议
1)加强演示实验
利用激光演示光在空气、水、玻璃中的传播情况,再用自然光进行演示,从而得出光是沿直线传播的.组织学生讨论,由学生举出应用光沿直线传播的实例,如:射击、排队等.日食和月食的讲解可配合以录像电脑模拟加强感性认识.2)充分调动学生的主动性,让学生解释现象.
影子与我们的生活密不可分,影子是从何而来的呢?这个问题对学生会有较大的吸引力,可利用投影仪做出不同的影像,要求学生利用
新学的知识加以解释,再在教师的指导下对日食和月食进行简单的说明.增加小孔成像的实验,并进行讨论,然后在教师的指导下由学生解释小孔成像的原因.3)适当设疑强化概念
光沿直线传播是有条件的,对此可通过设疑进行强化,并通过演示实验加以证明.4)进行学史教育培养科学探索精神
对光速的教学不要紧限结果,要增加一些学史的知识,从而培养他们的探索精神.
教学设计示例教学重点:理解规律.教学难点:对条件的认识.教具:装有水的大水槽、激光演示器或激光笔、浇花用喷雾器、方木板、白纸、大头针、直尺、图钉教学过程设计:一、新课引入方法1:从本章的引言导入新课首先请同学说明光对人类生活和生产的重要性,说明人看清物体是由于有光进入眼睛引起视觉.然后简介人类很早就不仅使用自然光源,而且还研究和使用人造光源了.接着按书上图5-1简介人造光源的发展,提出问题“光源发出的光沿什么途径传播?”从而引入新课.这样引入新课既可以引起学生的学习兴趣又进行了劳动创造人类文明观点的教育.方法2:由学生活动实践引入新课课前布置物理实际活动内容“调查光源发展史”,并要求学生上课时带来自己准备的光源,上课开始请几位同学简介光源发展(其余
同学的资料课下交流展示),展示各自准备的光源,提出问题“光源发出的光沿什么途径传播?”“我们如何通过实验进行研究”从而引入新课.二、新课教学1.光在均匀介质中是沿直线传播的.方法1:由演示实验归纳总结得出结论由于生活中光沿直线传播的可视性较差,学生对光在水和玻璃中沿直线传播的感性认识也较少,最好能演示给学生看看.[演示1]用光具盘让光垂直于玻璃面射入玻璃中(并掠过光具盘),观察光在玻璃中的传播路线.[演示2]用水槽,让光垂直于水面射入水中(在水中滴入少许牛乳或红墨水),观察光在水中的传播路线.[演示3]用激光笔照射白墙,看到墙上有一红斑,但光在空气中的路径不可见,用喷雾器在笔和墙之间喷水物,可观察到激光的传播路径.总结得出结论:光沿直线传播.[演示4] 用水槽,让光斜射入水水中,观察光在空气中与水中的传播路线.得出光沿直线传播的条件:在均匀介质中.介绍光线是人们用来表示光的传播路线的一种方法.因此画光线时必须用箭头表明光的传播方向.方法2:探究式学习(要求学生基础较好)给学生提供一定量的器材,如:各种光源、喷雾器、化石粉、檀香(可制造烟雾)、水槽、玻璃等,由学生设计实验,目的是观察到光传播的路径.由学生实验及老师根据课上教学实际情况的补充实验得出结论:光在均匀
介质中沿直线传播.介绍光线的概念.2.的应用方法1:对于基础较差的学生可采取教师设计情景或演示实验由学生来解释现象的原因.如手影的游戏,激光器的准直等,最后老师简介日食月食.方法2:由学生举出生活中的事例并运用的原理来分析.根据情况可选择补充如下两个实验并组织学生讨论:1)小孔成像.可在课前提前布置,要求学生利用废包装桶或盒,制作一个观察器(底部开有小孔,顶部蒙一片半透明薄纸的屏),教学进行到此时,进行观察.通过小孔成像原因的分析,使学生逐步接触并理解几何光学中成像问题的一般分析方法.2)准直的实验.准备三个大头针,一块方木板,一张白纸,图钉、直尺.用图钉把纸固定在方木板上,在木板上相距一段距离插上两枚大头针A,并使其与木板垂直,在某一位置观察大头针A,并演视线插上两根大头针B、C,使B刚好挡住A,C刚好挡住B,拔去大头针,用直尺把三只大头针在纸上扎的小孔连起来,可以看到这三点在一条直线上.3.光速以教师讲述介绍为主,可以先提出光传播是否需要时间这个问题,然后简介历史上许多科学家,都思考过这一问题,并想用实验测出光速.经过许多代科学家不懈的努力,随着人们物理知识的丰富,解决了许多测量上的困难,才测出了光速.再向学生介绍真空中的光速及在介质中的光速.三、总结
扩展光是客观存在的,它在均匀介质中具有沿直线传播的规律,因此用光线表示光的传播路径和方向,“光线”是抽象出的一种理想化的模型,但光线不是光.运用光沿直线传播的事实,可以帮助我们解决许多问题,如栽树时要使其成一直行,并使我们可以解释很多自然现象,如日食、月食等,有助于我们破除迷信.
四、板书设计探究活动利用信息学习的探究活动模板【课题】光源的发展史【组织形式】个人或自由结组【活动流程】
制订查阅和查找方式;收集相关的材料;分析材料并得出一些结论;评估;交流与合作.【备注】
1、网上查找的资料要有学习的过程记录.
2、和其他成员交流,发现共性和差异.
3、提出光源发展的新方向.实践探究活动【课题】小孔成像的再认识【组织形式】学生活动小组【活动流程】
提出问题;猜想与假设;制订计划与设计实验;进行实验与收集证据;分析与论证;评估;交流与合作.【参考方案】
(1)在硬纸板上用锥子扎一个1—2mm的圆孔.晚上点燃一支蜡烛放在小孔前,在硬纸板的另一侧的白屏上就能看到烛焰的像.改变屏与小孔的距离,像的大小和亮度有什么变化?(2)平行于硬板移动蜡烛,屏上像的移动方向与蜡烛的移动方向是否相同?(3)在不同
的硬纸板上分别钻出不同形状的孔,一是三角形、一是方形,孔的形状对所成像有无影响?(4)同一硬纸板上同时有两个或三个小孔(一是圆孔、一是三角形、一是方形),则光瓶上会出现一个像还是几个像?形成的像各是什么样?【备注】
1)写出探究过程报告,可以没有结果.2)和其他成员交流,发现共性和差异3)发现新问题.。